CN108993448A - 一种低成本吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:将蔗糖加入盐酸中搅拌,过滤,干燥,送入管式炉中炭化,降温,粉碎,加入铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入硫酸溶液至体系pH值为9‑9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌,过滤,真空干燥,粉碎得到第二物料;向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌,过滤,洗涤,干燥,加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料;将聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料混合均匀,再加入碳酸钾混合均匀,干燥得到低成本吸附剂。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,尤其涉及一种低成本吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
人们生活水平的不断提高,人类用水量也越来越大,生活污水也越来越多,若污水不经处理便排放到我国河流中,必然会对自然产生污染,因此如何妥善的处理污水已经成为关系到子孙后代生存的问题。现有的生活污水一般采用污水处理剂进行化学处理,但是成本较高,处理效果也不尽如人意。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种低成本吸附剂及其制备方法和应用,绿色环保,吸附性能优异,吸附物质不但包括各种有机物,还包括部分金属离子,洗脱容易,便于循环使用,而且对生活废水的脱色能力优秀,制备工艺简易可行,浸泡在生活废水中不易松散,强度高,同时不需要曝气装置等复杂设备,能耗低、装置简单、处理成本低、操作方便,维护简单,效果显著,对铁污染的河水治理效果好,适用范围广。
本发明提出的一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将蔗糖加入盐酸中搅拌,过滤,干燥,送入管式炉中炭化,降温,粉碎,加入铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌,过滤,真空干燥,粉碎得到第二物料;
S3、向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌,过滤,洗涤,干燥,加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料混合均匀,再加入碳酸钾混合均匀,干燥得到低成本吸附剂。
优选地,S1中,蔗糖、盐酸、铝酸钠溶液的重量比为50-60:130-150:100-140,盐酸浓度为1-1.4mol/L,铝酸钠溶液浓度为1.2-1.6mol/L。
优选地,S1中,将蔗糖加入盐酸中搅拌20-40min,搅拌温度为85-95℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化6-14min,炭化温度880-960℃,降温,粉碎,加入铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为6-10wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料。
优选地,S2中,第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液的重量比为40-60:6-12:0.4-0.8:120-140,乙醇溶液浓度为11-14wt%。
优选地,S2中,将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌20-30min,搅拌温度为145-155℃,过滤,140-150℃真空干燥8-12h,粉碎得到第二物料。
优选地,S3中,浓硫酸、椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖、β型半水石膏、高铁酸钠的重量比为120-240:20-30:10-20:10-20:10-20:4-8:6-12。
优选地,S3中,向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌30-50min,搅拌温度为85-95℃,过滤,洗涤,干燥,加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料。
优选地,S4中,聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料、碳酸钾的重量比为30-40:10-20:6-14:4-8:6-12:4-6:10-20:8-16。
本发明提出的一种低成本吸附剂,采用上述低成本吸附剂的制备方法制得。
本发明提出的上述低成本吸附剂作为污水处理剂的应用。
本发明绿色环保,吸附性能优异,吸附物质不但包括各种有机物,还包括部分金属离子,洗脱容易,便于循环使用,而且对生活废水的脱色能力优秀,制备工艺简易可行,浸泡在生活废水中不易松散,强度高,同时不需要曝气装置等复杂设备,能耗低、装置简单、处理成本低、操作方便,维护简单,效果显著,对铁污染的河水治理效果好,适用范围广。
本发明S1中,采用蔗糖经过盐酸酸化降解后,经过管式炉炭化后形成活化产物,表面含有大量含氧官能团,吸附能力极强,硫酸与铝酸钠反应形成的沉淀物可被吸附在活化产物表面;S2中,第一物料与聚乙二醇反应形成氢氧化铝胶状结构,而腐殖酸可与氢氧化铝反应,吸附活性进一步增强;S3中,采用椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖复配,经过浓硫酸活化后,对β型半水石膏、高铁酸钠的分散程度高,而且吸附活性极高,协同作用,对金属离子的吸附活性极高,配合第二物料作用,不仅内部形成大量蜂窝状结构,负载率极高,具备优良的物理吸附性能的同时,成型效果好,相互间的吸附物质穿插分散,在保证吸附材料具备优异吸附脱色性能的同时,对有机物与金属离子的吸附活性极高,可大规模推广应用。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将50kg蔗糖加入150kg浓度为1mol/L盐酸中搅拌40min,搅拌温度为85℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化14min,炭化温度880℃,降温,粉碎,加入140kg浓度为1.2mol/L铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为10wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将40kg第一物料、12kg腐殖酸、0.4kg聚乙二醇、140kg浓度为11wt%乙醇溶液搅拌30min,搅拌温度为145℃,过滤,150℃真空干燥8h,粉碎得到第二物料;
S3、向240kg浓硫酸中加入20kg椰壳、20kg秸秆、10kg竹炭粉、20kg蔗糖搅拌30min,搅拌温度为95℃,过滤,洗涤,干燥,加入4kgβ型半水石膏、12kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将30kg聚丙烯酰胺、20kg聚乙烯亚胺、6kg第二物料、8kg明矾、6kg轻质碳酸钙、6kg氯化钙、10kg第三物料混合均匀,再加入16kg碳酸钾混合均匀,75℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例2
一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将60kg蔗糖加入130kg浓度为1.4mol/L盐酸中搅拌20min,搅拌温度为95℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化6min,炭化温度960℃,降温,粉碎,加入100kg浓度为1.6mol/L铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为6wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将60kg第一物料、6kg腐殖酸、0.8kg聚乙二醇、120kg浓度为11-14wt%乙醇溶液搅拌30min,搅拌温度为145℃,过滤,150℃真空干燥8h,粉碎得到第二物料;
S3、向240kg浓硫酸中加入20kg椰壳、20kg秸秆、10kg竹炭粉、20kg蔗糖搅拌30min,搅拌温度为95℃,过滤,洗涤,干燥,加入4kgβ型半水石膏、12kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将30kg聚丙烯酰胺、20kg聚乙烯亚胺、6kg第二物料、8kg明矾、6kg轻质碳酸钙、6kg氯化钙、10kg第三物料混合均匀,再加入16kg碳酸钾混合均匀,75℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例3
一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将57kg蔗糖加入135kg浓度为1.3mol/L盐酸中搅拌25min,搅拌温度为92℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化8min,炭化温度940℃,降温,粉碎,加入110kg浓度为1.5mol/L铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为7wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将55kg第一物料、8kg腐殖酸、0.7kg聚乙二醇、125kg浓度为13wt%乙醇溶液搅拌22min,搅拌温度为152℃,过滤,143℃真空干燥11h,粉碎得到第二物料;
S3、向160kg浓硫酸中加入28kg椰壳、13kg秸秆、18kg竹炭粉、13kg蔗糖搅拌45min,搅拌温度为88℃,过滤,洗涤,干燥,加入7kgβ型半水石膏、8kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将37kg聚丙烯酰胺、12kg聚乙烯亚胺、12kg第二物料、5kg明矾、10kg轻质碳酸钙、4.5kg氯化钙、18kg第三物料混合均匀,再加入10kg碳酸钾混合均匀,82℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例4
一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将53kg蔗糖加入145kg浓度为1.1mol/L盐酸中搅拌35min,搅拌温度为88℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化12min,炭化温度900℃,降温,粉碎,加入130kg浓度为1.3mol/L铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为9wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将45kg第一物料、10kg腐殖酸、0.5kg聚乙二醇、135kg浓度为12wt%乙醇溶液搅拌28min,搅拌温度为148℃,过滤,147℃真空干燥9h,粉碎得到第二物料;
S3、向200kg浓硫酸中加入22kg椰壳、17kg秸秆、12kg竹炭粉、17kg蔗糖搅拌35min,搅拌温度为92℃,过滤,洗涤,干燥,加入5kgβ型半水石膏、10kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将33kg聚丙烯酰胺、18kg聚乙烯亚胺、8kg第二物料、7kg明矾、8kg轻质碳酸钙、5.5kg氯化钙、12kg第三物料混合均匀,再加入14kg碳酸钾混合均匀,78℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例5
一种低成本吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、将55kg蔗糖加入140kg浓度为1.2mol/L盐酸中搅拌30min,搅拌温度为90℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化10min,炭化温度920℃,降温,粉碎,加入120kg浓度为1.4mol/L铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为8wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将50kg第一物料、9kg腐殖酸、0.6kg聚乙二醇、130kg浓度为12.5wt%乙醇溶液搅拌25min,搅拌温度为150℃,过滤,145℃真空干燥10h,粉碎得到第二物料;
S3、向180kg浓硫酸中加入25kg椰壳、15kg秸秆、15kg竹炭粉、15kg蔗糖搅拌40min,搅拌温度为90℃,过滤,洗涤,干燥,加入6kgβ型半水石膏、9kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将35kg聚丙烯酰胺、15kg聚乙烯亚胺、10kg第二物料、6kg明矾、9kg轻质碳酸钙、5kg氯化钙、15kg第三物料混合均匀,再加入12kg碳酸钾混合均匀,80℃干燥得到低成本吸附剂。
对生活污水进行取样检测,然后每20kg生活污水投入0.5-1kg实施例5所得低成本吸附剂,12h后再次进行取样检测,本发明所得吸附絮凝剂对污水悬浮物去除率达到98.3%,BOD去除率为95.2%,COD去除率为96.8%,色度为5;其结果证实:本发明所得吸附絮凝剂能有效处理生活污水,成本低,效果好,减轻生活污水对生态环境的污染,具有净化速度快,效果好,环保无毒等优点。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将蔗糖加入盐酸中搅拌,过滤,干燥,送入管式炉中炭化,降温,粉碎,加入铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料;
S2、将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌,过滤,真空干燥,粉碎得到第二物料;
S3、向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌,过滤,洗涤,干燥,加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料;
S4、将聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料混合均匀,再加入碳酸钾混合均匀,干燥得到低成本吸附剂。
2.根据权利要求1所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S1中,蔗糖、盐酸、铝酸钠溶液的重量比为50-60:130-150:100-140,盐酸浓度为1-1.4mol/L,铝酸钠溶液浓度为1.2-1.6mol/L。
3.根据权利要求1或2所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S1中,将蔗糖加入盐酸中搅拌20-40min,搅拌温度为85-95℃,过滤,干燥,送入管式炉中炭化6-14min,炭化温度880-960℃,降温,粉碎,加入铝酸钠溶液搅拌均匀,搅拌状态下加入浓度为6-10wt%硫酸溶液至体系pH值为9-9.4,过滤,沉淀物洗涤得到第一物料。
4.根据权利要求1-3任一项所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S2中,第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液的重量比为40-60:6-12:0.4-0.8:120-140,乙醇溶液浓度为11-14wt%。
5.根据权利要求1-4任一项所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S2中,将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌20-30min,搅拌温度为145-155℃,过滤,140-150℃真空干燥8-12h,粉碎得到第二物料。
6.根据权利要求1-5任一项所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S3中,浓硫酸、椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖、β型半水石膏、高铁酸钠的重量比为120-240:20-30:10-20:10-20:10-20:4-8:6-12。
7.根据权利要求1-6任一项所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S3中,向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌30-50min,搅拌温度为85-95℃,过滤,洗涤,干燥,加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料。
8.根据权利要求1-7任一项所述低成本吸附剂的制备方法,其特征在于,S4中,聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料、碳酸钾的重量比为30-40:10-20:6-14:4-8:6-12:4-6:10-20:8-16。
9.一种低成本吸附剂,其特征在于,采用权利要求1-7任一项所述低成本吸附剂的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述低成本吸附剂作为污水处理剂的应用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181214 |
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